KR101798031B1 - 안구 임플란트를 위한 위상-시프트된 중심-거리 회절 설계 - Google Patents
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Abstract
안구 임플란트를 위한 회절 다초점 설계가 제공된다. 이러한 안구 임플란트는 회절 다초점 안구내 렌즈(IOL)와 다수의 햅틱들을 포함한다. 회절 다초점 IOL은 원거리, 중거리 및 근거리 초점들로 광 에너지를 전달한다. 햅틱들은 눈내에 회절 다초점 IOL을 위치시키고 단단히 고정시키기 위해 회절 다초점 IOL에 기계적으로 결합한다. 회절 다초점 IOL은 회절 영역과 굴절 영역을 포함할 수도 있으며, 회절 다초점 IOL은 보강 간섭이 회절 영역과 굴절 영역에서 발생하도록 광 에너지를 위상 시프트하도록 작동한다.
Description
본 발명은 일반적으로 다초점 안경 렌즈들(mutifocal ophthalmic lenses)에 관한 것으로, 특히, 굴절 및 회절 광 초점력들(refractive and diffractive optical focusing powers)을 제공할 수 있는 다초점 안구내 렌즈들(multifocal intraocular lenses)에 관한 것이다.
가장 간단한 용어로 인간의 눈은 각막(cornea)으로 불리는 투명한 바깥 부분을 통해 빛을 전송하고, 렌즈를 거쳐서 이미지를 망막(retina)위에 초점을 맞춤으로써 시력(vision)을 제공하기 위해 기능한다. 초점이 맞추어진 이미지의 품질은 눈의 크기 및 형상, 그리고 각막과 렌즈의 투명도를 포함하는 많은 요인들에 의존한다. 노화 및/또는 질병은 종종 렌즈가 덜 투명해지도록 한다. 따라서, 망막으로 전송될 수 있는 광이 줄어들기 때문에 시력이 나빠진다. 눈의 렌즈에 있어서 이러한 결함은 의학적으로 백내장(cataract)으로서 알려진다.
안구내 렌즈들(IOLs)은 천연 수정 렌즈를 대체하기 위해 백내장 수술동안 환자의 눈들에 일상적으로 이식된다. 몇몇 IOL들은 원초점력(far-focus power) 뿐만 아니라 또한 근초점력(near-focus power)을 환자에게 제공하기 위해 회절 구조들을 활용한다. 즉, 이와 같은 다초점 IOL들은 환자에게 (때때로 "의사-순응"으로서 지칭되는)순응도(degree of accommodation)를 제공한다. 비록 이와 같은 IOL들을 갖는 환자들이 일반적으로 이들 렌즈들의 다용도 초점 속성들을 즐긴다고 하더라도, 소수의 비율이 이들의 매개 시력의 품질에 관해 소견을 말한다.
다양한 다초점 안경 렌즈 설계들은 일반적으로 2개의 카테고리들, 굴절 렌즈들과 회절 렌즈들 중 하나로 나뉘어 진다. 회절 렌즈들은 빛을 여러 방향들로 동시에 회절시키기 위해 거의 주기적인 미세한 구조들을 이용한다. 이것은 회절 그레이팅(diffraction grating)과 유사하며 다중 회절 순서들은 빛을 렌즈의 상이한 초점 거리들에 대응하는 다양한 이미지들로 초점을 맞춘다. 회절 다초점 컨택트 렌즈들과 IOL들은 미합중국 특허들 4,162,122, 4,210,391, 4,338,005, 4,340,283, 4,995,714, 4,995,715, 4,881,804, 4,881,805, 5,017,000, 5,054,905, 5,056,908, 5,120,120, 5,121,979, 5,121,980, 5,144,483, 5,117,306(Cohen), 미합중국 특허들 5,076,684, 5,116,111(Simpson 외), 미합중국 특허 5,129,718(Futhey 외) 그리고 미합중국 특허들 4,637,697, 4,641,934 그리고 4,655,565(Freeman)에 보다 충분히 논의되며, 이의 전체 내용들은 참조로서 본 명세서에 포함된다.
회절 IOL이 다수의 초점 길이들을 가질 수도 있는 반면에, 일반적으로, 단지 2개의 초점 길이들(원거리와 근거리)을 갖는 IOL들이 가장 흔하다. 임의의 동시적인 시력 다초점 렌즈와 더불어, 디포커스된 이미지(또는 이미지들)이 제 2 렌즈력 때문에 초점이 맞추어진 컴포넌트 위에 중첩됨에 따라서, 디포커스된 이미지는 사용자에 의해 거의 관측되지 않으며, 사용자는 관심의 상세함에 집중한다.
따라서, 시력을 정정하기 위한 향상된 안경 렌즈들, 특히, 제거된 천연 렌즈의 손실이 난 광력(lost optical power)에 대한 보상을 위해 활용될 수 있는 것과 같은 렌즈들에 대한 필요성이 존재한다. 특히, 천연 렌즈의 제거에 이은 물체 거리들의 범위에 걸쳐서 시력을 복원하기 위해 능력을 갖는 IOL에 대한 필요성이 존재한다.
본 개시의 실시예들은 안구 임플란트를 위한 개선된 회절 다초점 설계를 제공한다. 이러한 안구 임플란트는 회절 다초점 안구내 렌즈(IOL)와 다수의 햅틱들을 포함한다. 회절 다초점 IOL은 원거리, 중거리 그리고 근거리 조건들에서 광 에너지를 전달한다. 햅틱들은 눈내에 회절 다초점 IOL을 위치시키고 단단히 고정하기 위해 회절 다초점 IOL에 기계적으로 결합한다. 회절 다초점 IOL은 회절 영역과 굴절 영역 둘다 포함할 수도 있다. 회절 영역은 조명 조건들에 기초하여 에너지를 할당하기 위해 점진적으로 변하는 단차들(step heights)의 동심 스텝들(concentric steps)과 양질의 시력의 전범위, 즉, 환자에 대해 근거리, 중거리 그리고 원거리 양질의 시력을 생성하기 위해 활동을 포함하는 렌즈의 중심 영역 또는 옵틱 구역(optic zone)일 수 있다. 이것은 눈의 천연 렌즈가 정정되도록 대체되어야만 한다는 조건들을 허용한다.
본 개시의 다른 실시예들은 무수정체(aphakia)의 시각 장애를 정정하기 위한 방법을 제공한다. 일 실시예에 있어서 실시예는 렌즈가 질병에 걸리거나 사고로 인해 손상을 받게 될 때 눈으로 부터 천연 렌즈를 제거하는 단계를 포함한다. 다음에 회절 다초점 IOL이 눈내에 삽입될 수도 있으며 그 다음 다수의 햅틱들에 의해 단단히 고정되고 위치된다. 바깥 회절 영역이 광 에너지를 어둑한 광 조건들에서 멀리까지 광 에너지를 건넬 수 있는데 반해 회절 다초점 IOL의 회절 영역은 밝은 광 조건들에서 광 에너지를 원거리, 중거리 그리고 근거리 초점들까지 동시에 건넬 수도 있다. 본 개시의 다른 실시예는 시각 장애를 정정하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 광 에너지가 이미지화될 수도 있는 망막으로 광 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 이러한 광 에너지는 전형적으로 눈내에 위치되며 천연 렌즈를 대체하기 위해 사용된 회절 다초점 IOL에 의해 전달된다. 회절 다초점 IOL은 원거리, 중거리 그리고 근거리 조건들에서 광 에너지를 전달한다. 회절 다초점 IOL은 중심 회절 영역과 외부 회절 영역을 가질 수 있다.
본 개시의 실시예들은 시각 장애를 가진 환자들이 보다 작은 동공 조건들, 즉, 명소 조건들(photopic conditions)에서 깨끗한 원거리 시력을 허용하며, 보다 큰 동공, 즉, 박명 조건들(mesopic conditions)에서 개선된 시력을 갖는다.
본 개시의 다른 장점들은 다음의 도면들을 참조하여 본 명세서에 기술된 바람직한 실시예들의 상세한 설명을 읽고 이해할 때 당업자에 보다 분명해질 것이다.
본 개시 및 개시의 장점들의 보다 완전한 이해를 위해, 이제 첨부 도면들과 함께 취해진 이어지는 상세한 설명에 대해 참조가 이루어지며 여기서 유사한 참조 번호들은 유사한 특징들을 표시하며 여기서 :
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 회절 IOL이 위치될 수도 있는 것을 묘사하는 눈의 해부학적 구조를 예시하며;
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 회절 IOL을 묘사하고;
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 복수의 환상 구역들을 묘사하는 것을 특징으로 하는 회절 다초점 안경 렌즈의 단면도(300)를 제공하며;
도4는 본 개시의 실시예들에 따른 복수의 환상 구역들을 묘사하는 것을 특징으로 하는 방사상으로 세그먼트된 회절 다초점 안경 렌즈의 상면도를 제공하고;
도 5A-5H는 본 개시의 실시예들에 따라서 3mm IOL에 대해 근거리, 중거리 그리고 원거리간의 에너지를 재분배하기 위해 초기 위상을 시프트시키는 것과 관련된 결과들을 묘사하는 그래프를 제공하며; 그리고
도 6은 눈의 무수정체와 같은 시각 장애들을 정정하기 위한 방법의 논리 흐름도를 제공한다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 회절 IOL이 위치될 수도 있는 것을 묘사하는 눈의 해부학적 구조를 예시하며;
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 회절 IOL을 묘사하고;
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 복수의 환상 구역들을 묘사하는 것을 특징으로 하는 회절 다초점 안경 렌즈의 단면도(300)를 제공하며;
도4는 본 개시의 실시예들에 따른 복수의 환상 구역들을 묘사하는 것을 특징으로 하는 방사상으로 세그먼트된 회절 다초점 안경 렌즈의 상면도를 제공하고;
도 5A-5H는 본 개시의 실시예들에 따라서 3mm IOL에 대해 근거리, 중거리 그리고 원거리간의 에너지를 재분배하기 위해 초기 위상을 시프트시키는 것과 관련된 결과들을 묘사하는 그래프를 제공하며; 그리고
도 6은 눈의 무수정체와 같은 시각 장애들을 정정하기 위한 방법의 논리 흐름도를 제공한다.
본 개시의 바람직한 실시예들은 도면들내에 예시되며, 유사한 번호들은 다양한 도면들의 유사 및 대응하는 부분들을 지칭하기 위해 사용된다.
안구 임플란트를 위한 개선된 회절 다초점 설계가 제공된다. 이러한 안구 임플란트는 회절 다초점 안구내 렌즈(IOL)와 다수의 햅틱들을 포함한다. 회절 다초점 IOL은 원거리, 중거리 그리고 근거리 조건들에서 광 에너지를 전달한다. 햅틱들은 눈내에 회절 다초점 IOL을 위치시키고 단단히 고정하기 위해 회절 다초점 IOL에 기계적으로 결합한다. 회절 다초점 IOL은 회절 영역과 굴절 영역 둘 다를 포함할 수도 있으며, 회절 다초점 IOL이 광 에너지를 위상 시프트하도록 작동함으로써 보강 간섭(constructive interference)이 회절 영역과 굴절 영역내에 발생하도록 한다.
단연코, 시각은 인간의 가장 가치있는 감각들 중 하나이다. 시력없이, 운전 및 독서 등과 같은 일상의 일들은 불가능할 것이다. 눈들은 가장 간단한 색들, 형상들 그리고 질감들을 전하는 우리 주변의 세상의 선명한 사진을 전달하는 복잡한 기계들이다. 도 1은 본 개시에 의해 제공된 안구 임플란트를 위한 개선된 회절 다초점 설계가 배치될 수도 있는 눈의 해부도를 예시한다. 눈(100)은 각막(102), 홍채(104), 동공(106), 렌즈(108), 렌즈 캡슐(110), 모양 소대들(zonules), 모양체(ciliary body), 공막(sclera)(112), 유리체 겔(vitreous gel)(114), 망막(116), 황반(macula), 그리고 시신경(120)을 포함한다. 각막(102)은 맑으며, 눈의 표면상의 돔-형상 구조는 빛이 눈으로 들어오게 하는 창으로서 작용한다. 홍채(104)는 암자색으로 불리는 눈의 색깔있는 부분이며, 눈으로 들어오는 빛의 양을 제어하기 위해 이완과 수축을 하는 동공을 둘러싼 근육이다. 동공(106)은 둥근, 홍채의 중심 개구이다. 렌즈(108)는 망막 위에 빛이 초점을 이루도록 도와주는 눈내의 구조이다. 렌즈 캡슐(110)은 렌즈를 감싸고 있는 신축성 있는 백(bag)이며, 눈이 상이한 거리들에서 물체들에 초점을 맞출 때 렌즈 형상을 제어하는 것을 도와준다. 모양 소대들은 눈의 안쪽에 렌즈 캡슐을 부착시키는 가느다란 인대들(slender ligaments)이며, 렌즈를 제자리에 유지한다. 모양체는 초점을 맞추기 위해 렌즈의 크기를 제어하기 위해 수축과 이완을 하는 렌즈에 부착된 근육 영역이다. 공막(112)은 단단하며, 눈의 형상을 유지하는 눈의 가장 바깥 층이다. 유리체 겔(114)은 눈알의 뒤쪽에 위치되는 커다란, 겔이 채워진 섹션이며, 그리고 유리체 겔(114)은 눈의 만곡을 유지하는데 도움을 준다. 망막(116)은 빛을 수신하고 수신된 빛을 뇌로 보내기 위해 신호들로 변환하는 눈의 뒤쪽에 있는 빛-감지 신경층이다. 황반은 세밀하게 보기 위한 기능들을 포함하는 눈의 뒤쪽에 있는 영역이다. 시신경(118)은 눈으로부터 뇌까지 연결되고 신호들을 전송한다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 회절 IOL을 묘사한다. 제공된 회절 옵틱 IOL(200)은 천연 렌즈가 제거된 후 시력을 회복하기 위해 눈내에 임플란트된 인공 렌즈이다. IOL에 대한 필요성은 백내장, 질병 또는 사고들에 기인할 수도 있다. IOL의 렌즈는 양측에 볼록(양면이 볼록)할 수도 있으며 삽입에 앞서 접혀질 수 있는 부드러운 플라스틱으로 만들어지며, 렌즈의 옵틱 직경보다 작은 절개를 통해 배치되는 것을 허용한다. 눈내로 외과적인 삽입 후, 렌즈는 시력 회복을 위해 서서히 펼쳐진다. 지지 암들(햅틱들)(202)은 눈내에 IOL의 적절한 포지셔닝을 가능하게 한다.
회절 옵틱 IOL(200)은 눈의 뒤쪽에 있는 챔버에 위치될 수도 있으며, 천연 렌즈를 대체한다. 이러한 포지션은 회절 옵틱 IOL(200)이 무수정체의 시각 장애(천연 렌즈의 부재)를 정정할 수 있도록 한다. 회절 옵틱 IOL(200)은 초점의 증가된 깊이를 제공하기 위해 아포다이즈된 회절(apodized diffraction)으로 불리우는 프로세스를 이용하여 모양이 되는 양면이 볼록한 옵틱을 가질 수도 있다. 회절 옵틱 IOL(200)은 백내장 수술에 이은 안경으로부터 증가된 독립을 갖는 근거리, 중거리 그리고 원거리 시력을 원하는 노안이 있거나 노안이 없는 성인 환자들에 사용될 수도 있다. 회절 옵틱 IOL(200)은 백내장 수술을 한 환자들에서 안경으로부터 증가된 독립을 갖는 양호한 근거리, 중거리 그리고 원거리 시력을 제공한다. 회절 옵틱 IOL(200)은 다양한 빛 상황들을 위해 양질의 시력을 전한다. 밝은 조명 조건들에서, 중심 회절부(204)는 빛 웨이브들은 원거리, 중거리 그리고 근거리 초점들까지 동시에 보내지는 반면에, 어둑한 조명 조건들에서, 주변 굴절 영역(206)은 보다 큰 에너지를 원거리 시력까지 보낸다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 복수의 환상 구역들을 묘사하는 것을 특징으로 하는 회절 다초점 안경 렌즈의 단면도(300)를 제공한다. 실시예들은 원거리 시력을 향상시키고 양호한 중거리 시력을 유지하기 위해 복수의 환상 구역들간 위상 시프트를 가능하게 한다. 위상 시프트의 양은 중심-거리 굴절 영역과 회절 영역간의 보강 간섭을 갖도록 하기 위해 신중하게 최적화될 수도 있다. 결론들로서, 원거리 시력은 증강되고 중거리 시력은 연장된다. 특히, 중심-원거리 영역의 초기 위상은 주변의 회절 구조와 일치하도록 조절되어 보강 간섭이 원거리 초점 및 중거리 초점들에서 일어난다. 상방으로 초기 위상 시프트는 근거리로부터 중거리로 에너지를 재분배하고 하방으로 시프트는 원거리로부터 중거리로 에너지를 재분배한다. 초기 위상을 웨이브의 1/16까지 시프트할 때 양호한 밸런스가 일 실시예에서 성취된다. 이 설계는 양호한 장거리, 중거리 및 근거리 초점을 유지한다. 게다가 최적화는 다른 변경된 설계들의 결과를 가져올 수도 있다.
이들 환상 구역들을 결정하기 위한 프로세스는 미합중국 특허 제 5,699,142 호(Lee et al.)에 기술되며, 이 특허의 전체 내용들은 참조로서 본 명세서에 포함된다. 광학 축에 대해 각각의 구역의 경계가 계산된다. 단계들(302)은 다양한 개별적인 에셜렛 격자들(echelettes)간의 방사상 구역 경계들에서 배치된다. 사전결정된 양만큼 개별적인 에셜렛 격자들(304)의 선택된 그룹의 단차(step height)를 점진적으로 감소시킴으로써 먼, 이산 광원 둘레에 할로(halo) 또는 링들(rings)로서 지각된 원하지 않는 글레어의 영향들을 감소시킬 수 있다. 단차에서 감소될 개별적인 에셜렛 격자들의 선택된 그룹은 아포다이제이션 구역(apodization zone)으로 불리는 곳에 모두 포함된다.
주목해야 할 것은 광학 축(OA)을 둘러싸는 에셜렛 격자들(304)의 단차는 크기를 줄이기 시작하기 전에 여러 에셜렛 격자들(304)에 걸쳐서 일정하게 유지된다는 것이다. 그 다음, 광학 축 OA로부터 각각의 개별적인 에셜렛 격자의 거리가 증가함에 따라서 각각의 에셜렛 격자(304)의 단차가 0에 접근한다. 다른 실시예들에서 광학 축 OA를 둘러싼 에셜렛 격자들(304)의 높이는 광학 축 OA로부터 에셜렛 격자(304)의 거리가 증가함에 따라서 점차 감소하기 시작한다. 이들 격자들은 도 4에 도시된 바와 같이 보다 더 방사상으로 세그먼트될 수도 있다.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따른 복수의 환상 구역들을 특징으로 하는 방사상으로 세그먼트된 회절 다초점 안경 렌즈의 상면도를 제공한다. 방사상으로 세그먼트된 회절 다초점 안경 렌즈(400)는 햅틱들(402)을 포함하며, 햅틱들(402)은 거싯(gusset)(416), 엘보우(418)와 넓어진 부분(422)을 갖는 말단부(420); 방사상으로 세그먼트된 구역들(424)과 둘러싸인 회절 영역(406)을 갖는 중심의 방사상으로 아포다이즈된 회절부(404)를 포함하는 옵틱(410)을 더 포함한다. 일 실시예에서, 엘보우(418)와 햅틱(402)의 말단부(420)의 두께는 균일하며, 가급적이면 약 0.30mm와 0.60mm 사이이며, 약 0/40mm와 0.50mm 사이가 보다 바람직하며 약 0.43mm이 가장 바람직하다. 그러나, 거싯(416)은 옵틱의 전면(212)쪽으로 감소되는 두께를 갖는다. 거싯(416)은 가급적이면 약 0.15mm와 0.60mm 두께 사이이며, 약 0.25mm와 0.35mm 사이가 보다 바람직하며 약 0.30mm가 가장 바람직하다. 이러한 감소된 두께는 일반적으로 옵틱의 에지(208)까지 연장된다. 거싯(416)과 에지(308)의 상대적으로 얇은 단면은 IOL(400)이 외과적 절개를 통해 삽입된다. 거싯(416)의 감소된 두께는 IOL의 후면(214)과 전면(212) 사이의 유체 순환(예를 들어, 점탄성)을 또한 용이하게 한다. 대안으로, IOL의 후면(214)과 전면(212) 사이의 유체 순환을 용이하게 하기 위해 거싯(416) 또는 옵틱(410)은 (홀들, 홈들, 노치들, 마이크로-천공, 또는 돌기들(모두 도시되지 않음))와 같은 기타 수단에 의해 제공될 수도 있다. 말단부(420)의 상대적으로 긴 길이와 반경은 IOL(400)이 눈내에 임플란트될 때 보다 나은 고정을 위해 캡슐 백과 보다 큰 접촉을 제공한다. 엘보우(418)는 옵틱(410)의 버클링과 볼팅을 최소화하는 동안에 햅틱(402)이 굽혀질 수 있도록 허용하는 힌지를 생성한다. 넓어진 부분(422)은 엘보우(418)를 바로 지나친 햅틱(402)의 단단함을 증가시키며, 이에 의해 중요한 스트레스점에서 햅틱(402)의 세기를 증가시킨다.
본 개시의 실시예들은 명소 조건들과 같은 보다 작은 동공들에 대해 개선된 원거리 시력, 그리고 이전의 이용가능한 아포다이즈된 회절 다초점 렌즈들에 비해 보다 큰 동공들에서 개선된 근거리 시력을 제공하기 위해 프로파일을 활용하는 안구내 렌즈(IOL)와 같은 안구 임플란트를 위한 개선된 아포다이즈된 다초점 설계를 제공한다.
몇몇 환자들은 보다 작은 동공에서, 즉, 명소 조건에서 보다 선명한 원거리 시력을 필요로 한다. 마찬가지로, 몇몇 환자들은 보다 큰 동공, 즉, 박명 조건에서 보다 나은 시력을 요구한다. 예를 들어, 몇몇 환자들은 동공이 4mm 또는 보다 클 수 있는 침침한 빛을 갖는 식당들에서 메뉴들을 읽는데 어려움을 갖는다. 본 개시의 실시예들은 다초점 설계의 에너지 분포를 활용하고 2.75mm 또는 보다 작은 동공들에서 원거리 시력을 위해 보다 높은 에너지를 성취하기 위해 최적화된다. 동시에, 3.5mm 또는 보다 큰 동공에서 앞서 이용가능한 안구 임플란트들에 비해 근거리 시력에 대해 보다 높은 에너지를 성취한다.
실시예들은 또한 이식 수술동안 보다 작은 절개에서 도움을 주기 위한 얇은 에지; 2에서 MTF값들에 있어서 약 5 내지 10% 또는 보다 큰 개선 및 이전의 이용가능한 아포다이즈된 다초점 설계들에 비해 2.5mm 또는 보다 작은 동공; 그리고 이전의 이용가능한 아포다이즈된 다초점 설계들에 비해 근거리 시력에 대해 3.5mm 또는 보다 큰 동공에서 MTF 값들에 있어서 약 15% 또는 보다 높은 개선을 포함하는 안구 임플란트의 다른 특징들을 또한 제공한다. 보다 작은 동공들에 대해 5 내지 10% 또는 보다 큰 개선은 명소 조건들에서 보다 나은 원거리 시력을 감안한다. 유사하게 보다 큰 동공들에 대한 15% 개선은 박명 또는 침침한 조명 조건에서 개선된 근거리 시력을 감안한다. 본 개시의 실시예들은 에너지를 근거리까지 감소시키고, 양호한 시각적 성능을 제공하는 동안 빛을 근거리로 향하도록 하는 보다 큰 렌즈 영역을 이용할 수 있다는 것이 입증되었다. 실시예들은 소정의 동공들에 대한 명소 및 박명 조건들과 같은 모든 조명 조건들에서 보다 나은 시력을 감안하는 설계 개선들을 위해 영역을 최적화할 수도 있다. 본 개시의 몇몇 실시예들내에서 야간에 시각적 방해들이 증가되지 않을 것이다.
도 5A-5H는 본 개시의 실시예들에 따른 3mm IOL에 대해 근거리, 중거리와 원거리간의 에너지를 재분배하기 위해 초기 위상을 시프트하는 것과 관련된 결과들을 묘사하는 그래프를 제공한다. 실시예들은 원거리 시력을 향상시키고 양호한 중거리 시력을 유지하기 위해 회절 옵틱들의 조합내에서 위상-시프트를 위해 제공된다. 위상 시프트의 양은 중심-원거리 굴절 영역과 회절 영역간의 보강 간섭을 갖도록 신중히 최적화될 수도 있다. 결과들로서, 원거리 시력이 증강되고 중거리 시력은 연장된다. 특히, 중심-원거리 영역은 둘러싸는 회절 구조를 매치시키기 위해 조절되어 보강 간섭이 원거리 초점과 중거리 초점들에서 발생하도록 한다. 상방으로 초기 위상 시프트는 근거리로부터 중거리로 에너지를 재분배하고 하방으로 시프트는 원거리로부터 중거리로 에너지를 재분배한다. 초기 위상을 웨이브의 1/16까지 시프프할 때 양호한 밸런스가 일 실시예에서 성취된다. 이러한 설계는 양호한 원거리, 중거리 및 근거리 초점을 유지한다. 도 5A 및 5B에서 DD 원거리-중심은 상방으로 1/8 웨이브들만큼 시프트된다. 도 5C 및 5D에서 DD 원거리-중심은 하방으로 1/8만큼 시프트된다. 도 5E 및 5F에서 DD 원거리-중심은 시프트되지 않는다. 도 5G 및 5H에서 DD 원거리-중심은 하방으로 웨이브의 1/16만큼 시프트된다. 게다가 최적화는 다른 수정된 설계들의 결과를 가져올 수도 있다.
이들 도면들에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예들은 보다 작은 동공에서, 즉, 명소 조건에서 보다 선명한 원거리 시력을 제공하고 보다 큰 동공에서, 즉, 박명 조건들에서 보다 나은 시력을 제공할 수도 있다.
도 6은 눈의 무수정체와 같은 시각 손상들에 대해 정정하기 위한 방법의 논리 흐름도를 제공한다. 수술들(600)은 단계(602)에서 눈으로부터 천연 렌즈들의 제거와 함께 시작한다. 그 다음 아포다이즈된 회절 다초점 IOL이 눈내에 삽입될 수도 있다. 회절 다초점 IOL의 렌즈들은 양측들이 볼록(양면 볼록)하고 삽입 이전에 접혀질 수 있는 소프트 플라스틱으로 만들어질 수도 있다. 이러한 접힘은 절개가 회절 다초점 IOL의 옵틱 직경보다 작은 감소된-크기 절개를 통한 배치를 허용한다. 단계(604)에서 눈내에 외과적 삽입 후 IOL은 시력을 회복하기 위해 서서히 펼쳐질 수도 있다. 단계(606)에서, IOL은 눈내에 위치되고 단단히 고정된다. 이것은 눈내에 IOL의 적절한 포지셔닝을 제공하기 위해 지지 암들(햅틱들)의 이용에 의해 이루어질 수도 있다. 본 개시의 실시예들은 도 1에 도시된 바와 같이 천연 렌즈를 대체하기 위해 눈의 뒤쪽의 챔버내에 IOL을 배치 또는 포지션할 수도 있다. 이러한 포지션은 IOL이 질병 또는 사고를 통한 천연 렌즈의 부재와 같은 시각 손상들을 정정할 수 있도록 한다. 렌즈 자체는 전술한 바와 같이 회절 다초점 IOL일 수도 있다. 이것은 근거리, 중거리 및 원거리 시력을 원하는 노안이 있는 그리고 노안이 없는 환자들이 백내장 수술과 같은 수술에 이은 안경으로부터의 독립을 경험하도록 허용한다.
요약하면, 본 개시의 실시예들은 안구 임플란트를 위한 개선된 회절 다초점 설계를 제공한다. 이러한 안구 임플란트는 회절 다초점 안구내 렌즈(IOL)와 다수의 햅틱들을 포함한다. 회절 다초점 IOL은 원거리, 중거리 그리고 근거리 조건들에서 광 에너지를 전달한다. 햅틱들은 눈내에 회절 다초점 IOL을 위치시키고 단단히 고정하기 위해 회절 다초점 IOL에 기계적으로 결합한다. 회절 다초점 IOL은 회절 영역과 굴절 영역 둘 다를 포함할 수도 있다. 회절 영역은 양질의 시력의 전체 범위, 즉, 근거리에서 원거리까지를 생성하기 위해 조명 조건들과 활동들에 기초하여 에너지를 환자에게 할당하기 위해 점진적으로 변하는 단차들의 동심 스텝들을 포함하는 렌즈의 중심 영역 또는 옵틱 구역일 수도 있다. 이것은 눈의 천연 렌즈들이 정정되도록 대체되어야만 하는 조건들을 허용한다.
본 개시의 다른 실시예들은 무수정체의 시각 손상에 대한 정정을 위한 방법을 제공한다. 일 실시예에 있어서, 이 방법은 렌즈가 질병이 걸리거나 사고를 통해 손상될 수도 있을 때 눈으로부터 천연 렌즈를 제거하는 단계를 포함한다. 이어서 회절 다초점 IOL이 눈내에 삽입된 다음에 다수의 햅틱들에 의해 단단히 고정되고 위치될 수도 있다. 바깥쪽 굴절 영역이 침침한 광 조건들에서 원거리 시력까지 광 에너지를 전달할 수도 있는 반면에 회절 다초점 IOL의 회절 영역은 밝은 광 조건들에서 원거리, 중거리 및 근거리 초점들까지 광 에너지를 동시에 전달할 수도 있다. 게다가 본 개시의 또 다른 실시예는 시각 장애를 정정하기 위해 방법을 제공한다. 이 방법은 망막으로 광 에너지를 전달하는 단계를 포함하고 망막에서 광 에너지가 이미지화될 수도 있다. 이러한 광 에너지는 전형적으로 눈내에 위치되고 천연 렌즈를 대체하기 위해 사용된 회절 다초점 IOL에 의해 전달된다. 회절 다초점 IOL은 원거리, 중거리 및 근거리 조건들에서 광 에너지를 전달한다. 회절 다초점 IOL은 중심 회절 영역과 바깥쪽 굴절 영역을 가질 수 있다.
본 개시의 실시예들은 보다 작은 동공 조건들, 즉, 명소 조건들에서 시각 장애를 갖는 환자들이 선명한 원거리 시력을 갖도록 허용하고, 보다 큰 동공, 즉, 박명 조건들에서 개선된 시력을 갖도록 허용한다.
당업자가 이해할 바와 같이, 본 명세서에 사용될 수도 있는 바와 같이 용어 "실질적으로(substantially)" 또는 "근사적으로(approximately"는 자신의 대응하는 용어에 대해 산업적으로 수용되는 용인을 제공한다. 당업자가 더 이해할 바와 같이, 본 명세서에 사용될 수도 있는 바와 같이 용어 "작동가능하게 결합된(operably coupled)"은 다른 컴포넌트, 엘리먼트, 회로, 또는 모듈을 통해 직접적인 커플링 및 간접적인 커플링을 포함한다. 당업자가 또한 이해할 바와 같이, (즉, 추정에 의해 하나의 엘리먼트가 다른 엘리먼트에 결합되는)추정된 커플링은 "동작가능하게 결합된"과 동일한 방식으로 두 엘리먼트들간의 직접적인 커플링과 간접적인 커플링을 포함한다. 당업자가 더 이해할 바와 같이, 본 명세서에 사용될 수도 있는 바와 같이 용어 "우호적으로 비교하다(compares favorably)"는 둘 이상의 엘리먼트들, 아이템들, 신호들 등간의 비교가 원하는 관계를 제공한다는 것을 표시한다.
비록 본 개시가 상세히 기술된다고 하더라도, 첨부된 청구항들에 의해 기술된 바와 같이 개시의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 본 개시에 대해 다양한 변화들, 대체들 그리고 변경들이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
Claims (9)
- 안구 임플란트로서,
원거리, 근거리 및 중거리 초점을 제공하도록 작동하는 회절 다초점 안구내 렌즈(IOL) ― 상기 회절 다초점 IOL은 보다 작은 절개를 지지하도록 작동하는 얇은 에지(a thin edge)를 가지며, 상기 회절 다초점 IOL은 원거리 및 근거리 초점들만 제공하는 이중 초점(bifocal) 회절 영역, 중심-원거리 굴절 영역, 및 바깥쪽 굴절 영역을 포함하고, 상기 이중 초점 회절 영역과 상기 중심-원거리 굴절 영역 간 보강 간섭이 상기 원거리 및 중거리 초점들 모두에서 발생하도록 광 에너지를 위상-시프트시키기 위해 상기 바깥쪽 굴절 영역의 위상이 상기 이중 초점 회절 영역의 위상 및 상기 이중 초점 회절 영역으로부터 웨이브의 1/8 내지 1/16만큼 시프트 된상기 중심-원거리 굴절 영역의 위상과 매칭됨 ―; 및
눈 내에 상기 회절 다초점 IOL을 위치시키도록 작동하는 상기 회절 다초점 IOL에 결합된 복수의 햅틱(haptic)들
을 포함하는,
안구 임플란트. - 제 1 항에 있어서,
상기 회절 영역은 밝은 광 조건들에서 상기 원거리, 중거리 및 근거리 초점들로 광 에너지를 동시에 전달하도록 작동하며; 그리고
상기 굴절 영역은 침침한 광 조건들에서 원거리 시력으로 광 에너지를 전달하도록 작동하는,
안구 임플란트. - 제 1 항에 있어서,
상기 회절 다초점 IOL은 양면이 볼록한 옵틱(optic)을 포함하는,
안구 임플란트. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 회절 영역은 :
양질의 시력의 전 범위(근거리 내지 원거리)를 발생하기 위해 조명 조건들과 활동에 기초하여 에너지를 할당하는 변화하는 단차(step height)들의 복수의 동심 스텝(concentric step)들을 포함하는,
안구 임플란트. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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